华中科技大学806机械设计基础历年考研真题汇编（含部分答案）.pdf

目录第1部分华科机械初试真题2017年华中科技大学806机械设计基础考研真题（回忆版）2016年华中科技大学806机械设计基础考研真题（回忆版）2015年华中科技大学806机械设计基础考研真题（回忆版1）2015年华中科技大学806机械设计基础考研真题（回忆版2）2014年华中科技大学806机械设计基础考研真题（回忆版1）2014年华中科技大学806机械设计基础考研试题（回忆版2）2013年华中科技大学806机械设计基础考研真题2012年华中科技大学806机械设计基础考研真题2011年华中科技大学806机械设计基础考研真题2010年华中科技大学806机械设计基础考研真题2009年华中科技大学806机械设计基础考研真题2008年华中科技大学806机械设计基础考研真题2007年华中科技大学406机械设计基础考研真题2006年华中科技大学405机械设计基础考研真题2005年华中科技大学405机械设计基础考研真题第2部分华科机械复试真题2017年华中科技大学机械复试真题（回忆版）2016年华中科技大学机械复试真题（回忆版）2015年华中科技大学机械复试真题（回忆版1）2015年华中科技大学机械复试真题（回忆版2）2014年华中科技大学机械复试真题（回忆版1）2014年华中科技大学机械复试真题（回忆版2）第3部分华科机械设计基础2007-2013年真题及答案2007年华中科技大学806机械设计基础考研真题及答案2008年华中科技大学806机械设计基础考研真题及答案2009年华中科技大学806机械设计基础考研真题及答案2010年华中科技大学806机械设计基础考研真题及答案2011年华中科技大学806机械设计基础考研真题及答案2012年华中科技大学806机械设计基础考研真题及答案2013年华中科技大学806机械设计基础考研真题及答案第1部分华科机械初试真题2017年华中科技大学806机械设计基础考研真题（回忆版）机械原理一、填空题极位夹角，K的计算，转速n的计算，飞轮应该放在高速轴，都可以在指南上找到。二、简答题（1）渐开线怎么形成的12年原题（2）平底从动件凸轮的压力角问题，又是原题（3）还有一个不记得了三、计算题凸轮，外轮廓是渐开线，问渐开线的性质。和简答题没什么区别，计算压力角多少，齿轮题是齿轮加工，用齿条加工正变位齿轮，v等于wl，变位系数为除以m轮系题目简单，但是最后算出来是个范围，因为给的转速为范围。四、设计题（1）快速夹紧机构（2）汽车碰撞时减小对人的伤害的机构，我写的是超静定机构（3）设计自由度为2的机构，包括局部自由度和复合铰链机械设计五、多选题（6个选项2到4个正确，多选没分，全正确2分，少选得1分，做这个题要注意题目要求，是选出正确的还是错误的）主要涉及：链传动，滑动轴承，齿轮，带传动，蜗轮蜗杆的选择六、问答题（1）硬齿面设计准则（2）蜗轮蜗杆为什么要进行热平衡计算，不符合采取怎样的措施？七、大题（1）画出等寿命曲线，以前考过类似的题标出关键点，就是3个点。第二问是r恒定时，做出极限点。（2）转向，斜齿轮的方向判断，力的标注，螺旋角为多少轴承可以不受力，螺栓个数计算，这一问我不知道用扭矩还是什么的。（3）轴承寿命计算，面对面的轴承（4）轴系改错10分，写在卷子上，画在原图中，并说明理由总得来说，题目出的比较平滑，和以往区别不是很大，注重考研指南这本书和课本知识，还有历年的真题，会有原题和类似的题，时间会很充足，所有考试科目就这一门可以用计算器。2016年华中科技大学806机械设计基础考研真题（回忆版）一、判断题（10个题，20分）记得的几个：1摆动平底从动件凸轮机构的压力角是不变的。2滚子凸轮机构的理论轮廓和实际轮廓是相似的。3在确定机器运动前是可以确定机器的等效质量等效转动惯量的。4平面四连杆机构出现死点是因为连杆与机架共线。5双曲轴的四连杆的机构存在死点。二、简答题（5个题，20分）记得的几个：1平面连杆机构的压力角和传动角是什么意思？2摆动导杆机构的传动角（具体是什么角我忘了）的最大值和最小值是多少？3齿轮渐近线是怎么形成的？渐进性有什么特性？4机器的等效质量等效驱动力矩等效阻力矩是什么意思？三、计算题（3个题，25分（51010）。第一题，计算自由度，图里有虚约束和局部自由度，凸轮是等径凸轮（不了解等径凸轮是什么意思也不要紧，图上画的很明白，题干也特别强调了一下）。第二题，计算变位直齿轮的变位系数之和。很常规的例题，题上还告诉你公式了（就是无侧隙的那个公式）。第三题，轮系，轮系不是简单的轮系，拆分成三个基本轮系了。有点小计算量。四、设计题（10分）题目给出了个汽车举升机构的图，让你分析这个图的特点，指出缺点，给出改进意见。五、填空题（20空，20分）记得的几个是：1平键的平面尺寸是根据_确定。2动压滑动轴承的相对间隙越大，则承载能力越_，油的温升越_。3十字滑块轴承适用于两轴有_位移的情况。5提高蜗轮蜗杆传动效率的办法有_和_。（两种）。66302轴承是_轴承，如果当量动载荷增加一倍，则寿命是原来的_。7Mca根号M2阿尔法T2，此公式中阿尔法是指_，若轴做单向运转，且有冲击，则阿尔法的值为_。8保持标准直齿轮的d不变，增加齿数，则齿轮的齿面接触强度_，齿轮的齿根弯曲强度_。六、简答分析题记得有四题左右，其中有一题是齿轮传动失效形式分析。七、大题（12分）很常规的判断齿轮传动的轴向力的方向的题。蜗轮蜗杆，斜齿轮，锥齿轮，三级传动。为使某根轴上的轴向力抵消一部分，请判断齿轮旋向和轴的转动方向和齿轮所受轴向力方向。就是很常规的画力方向的题。还要判断轴是什么类型？（心轴，传动轴，转轴）八、大题（13分）六个螺栓周向均布连接，受横向作用力，已知摩擦系数，安全系数等等，求最小螺栓小径。九、大题（13分）一对反装角接触轴承，已知两轴承的轴向力，和轴上的轴向力，给出了支撑反力的公式，给出了轴向系数和径向系数的表格，让求：两轴承所受轴向力，当量动载荷和寿命。2015年华中科技大学806机械设计基础考研真题（回忆版1）2015年华中科技大学806机械设计基础考研真题（回忆版2）2014年华中科技大学806机械设计基础考研真题（回忆版1）2014年华中科技大学806机械设计基础考研试题（回忆版2）2013年华中科技大学806机械设计基础考研真题2012年华中科技大学806机械设计基础考研真题2011年华中科技大学806机械设计基础考研真题2010年华中科技大学806机械设计基础考研真题2009年华中科技大学806机械设计基础考研真题2008年华中科技大学806机械设计基础考研真题2007年华中科技大学406机械设计基础考研真题2006年华中科技大学405机械设计基础考研真题2005年华中科技大学405机械设计基础考研真题第2部分华科机械复试真题2017年华中科技大学机械复试真题（回忆版）2016年华中科技大学机械复试真题（回忆版）2015年华中科技大学机械复试真题（回忆版1）2015年华中科技大学机械复试真题（回忆版2）共40分，10个大题一、自行车后轮飞轮的工作原理，飞轮有什么作用，如果没有飞轮会有什么样的后果？这个原理可以运用到什么样的离合器上？二、有大小和质量相同的两个空心球，一个是金，一个是铅，两球表面涂上了油漆，在不破坏油漆的前提下，用简易的方法将两个小球区分去哪个是金的，哪个是铅的？三、说明飞机起落架的工作原理（好像和书上的不同，他有个滑块装置），运用了机构中的那种特性？依据此特性，设计一个铣床夹紧装置的机构简图，并说明夹紧力的三要素。四、用车刀加工零件，说明下列错误的原因。五、在发动机前置的汽车中用什么联轴器，原因是什么？六、一个轴系改错题，题目是直齿圆柱齿轮，问变成斜齿圆柱齿轮应该用什么轴承？七、突破思维定势，说说图示的自动穿鞋机的用途。八、图示为一脚踩踏板使拖把甩干的机器（网上有图片，我画不出来），该装置用了什么典型的机构？设计一种利用拖把柄的相对运动来甩干拖把的装置，并画出机构简图？九、好像是行星轮系求传动比，变位系数，有好几问，不过是常规题。十、一个齿轮传动系统，有丝杠（类似机床的传动系统轮系螺纹传动，以前真题上面有），问的一些基础计算题，最后一问是数控机床上一搬用什么丝杠？2014年华中科技大学机械复试真题（回忆版1）一、设计计算题（15分）1机构简图如下图1所示（1）计算图中机构的自由度，请说说图中机构虚约束的利弊？（2）这种传动采用六杆机构的好处？（3）由于加工出现差错导致实际中心距增大，试想出两种补救措施，并且说说这两种措施对重合度的影响是变大还是变小？图1二、分析题（15分）（一般列出两点理由即可）（1）若增加图2凸轮半径至无穷大（即变成平底传动），问从动件的运动规律会不会变化？（2）图3皮带张紧轮的布置合不合理？（3）分析图4举升机构的特点，并构思另一种机构代替之？图2图3图4三、综合题（10分）（1）汽车发动机减速器与后桥之间有一种弹性连接，问应该选择哪一种联轴器，为什么？（2）有七个球类零件，其中有一件是次品，而且重量比其他正常的要轻，现有一个天平，问最多称几次就可以找出这件次品？2014年华中科技大学机械复试真题（回忆版2）一、设计计算题（15分）1机构简图如图1所示图1（1）计算图中机构的自由度，说说图中机构虚约束的利弊？答：n6，PL8，PH1，F3*6-2*8-11，为了增强机构的系统性刚变，改善受力状况，保持传动的可靠性。（2）这种传动采用六杆机构的好处？答：六连杆机构可以实现的功能多，完善，几乎可以完成现今生产条件下的所有机械运动功能。（3）由于加工出现差错导致实际中心距增大，试想出两种补救措施，这两种措施对重合度的影响是变大还是变小？答：采用正变位，重合度减小；采用斜齿轮传动，重合度增大。二、分析题（15分）（一般列出两点理由即可）（1）若增加图2凸轮半径至无穷大（即变成平底传动），问从动件的运动规律会不会变化？（2）图3皮带张紧轮的布置合不合理？合理柳亭1（3）分析图4举升机构的特点，并构思另一种机构代替之。图3图4三、综合题（10分）1汽车发动机减速器与后桥之间有一种弹性连接，问应该选择哪一种联轴器，为什么？答：采用双万向联轴节。（1）保证传动比恒定（简述两个条件）（2）补偿角位移（3）结构简单可靠2有七个球类零件，其中有一件是次品，而且重量比其他正常的要轻，现有一个天平，问最多称几次就可以找出这件次品？答：最少两次可以找出。（1）从7个中取6个，两边三个。若天平不倾斜，则剩下的那一个为次品；否则进行步骤二。（2）从3个中任取2个，放在天平两侧。若天平不倾斜，则剩下的那个为次品，否则哪侧上翘即为次品。第3部分华科机械设计基础2007-2013年真题及答案2007年华中科技大学806机械设计基础考研真题及答案一、单项选择题1（）是构成机械的最小单元，也是制造机械时的最小单元。A机器B零件C构件D机构【答案】B【解析】构件是运动的单元，零件是制造的单元。2曲柄摇杆机构的死点发生在（）位置。A主动杆与摇杆共线B主动杆与机架共线C从动杆与连杆共线D从动杆与机架共线【答案】C【解析】曲柄摇杆机构中，当摇杆为原动件，从动件曲柄与连杆共线时，机构的传动角为零，此时为机构的死点位置。3偏心轮机构是由铰链四杆机构（）演化而来的。A扩大转动副B取不同的构件为机架C化转动副为移动副D化低副为高副【答案】A4渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时，其啮合角（）。A加大B不变C减小D不能确定【答案】B【解析】齿轮齿条啮合传动，不论是否为标准安装，齿条的直线齿廓总是保持原来的方向不变。因此，啮合线及节点的位置始终保持不变，故齿轮的节圆始终与其分度圆重合，其啮合角始终等于分度圆压力角。只是在非标准安装时，齿条的节线与其分度线将不再重合。5用齿条型刀具加工、的斜齿圆柱齿轮时，产生根切的最少齿数是（）。A17B14C12D18【答案】C【解析】斜齿轮不发生根切的最小齿数，其中为直齿轮不发生根切的最小齿数，由题干可知，代入计算，取为12。6基本周转轮系是由（）构成。A行星轮和中心轮B行星轮、惰轮和中心轮C行星轮、行星架和中心轮D行星轮、惰轮和行星架【答案】C【解析】在齿轮运转时，若其中至少有一个齿轮的几何轴线绕另一个齿轮的固定几何轴线运动，则该齿轮称为周转齿轮系。周转齿轮系由行星轮、中心轮、转臂（又称行星架）和机架组成，有时周转轮系中中心轮只有一个。7对于变位蜗杆传动，下列说法正确的是（）。A仅对蜗杆进行变位B仅对蜗轮进行变位C对蜗杆蜗轮同时变位D变位后，蜗轮的节圆与分度圆不重【答案】B【解析】为了保持刀具尺寸不变，则蜗杆尺寸不变，只对蜗轮进行变位。8一齿轮传动装置如图所示，若轮1为主动轮，则轮2的齿根弯曲应力可看成（）。A对称循环变应力B脉动循环变应力C非对称循环变应力D静应力【答案】A【解析】对齿轮2进行受力分析，同一个齿在转动一周时分别在齿两侧受到齿轮1、3施加给其的力，所以轮2的齿根弯曲应力可看作对称循环变应力。9下列第（）项不是形成动压油膜的必要条件。A两摩擦面呈楔形间隙B摩擦面间必须充满黏性流体C两摩擦面必须有相对运动D使流体从间隙的小口进、大口出【答案】D【解析】形成动压油膜的必要条件是：两工作表面必须形成收敛的楔形间隙；间隙中必须连续充满具有一定黏度的润滑油或其他流体；两工作表面必须具有一定的相对滑动速度，且运动方向应保证润滑油从大口流进、小口流出。10在润滑良好的工作条件下，提高蜗杆传动效率最有效的措施是（）。A增大蜗杆直径B增大模数C增加蜗杆头数D增加蜗轮齿数【答案】C【解析】闭式蜗杆传动的效率包括三个部分：轮齿啮合的效率，轴承效率以及考虑搅动润滑油阻力的效率，其中最主要的是齿面相对滑动而引起的啮合损耗。总效率，由公式可知，增大导程角 可提高传动效率，故常采用多头蜗杆。11被连接的两轴有较大的角位移，且要求两轴的转速相等，则此时应选用（）。A单万向联轴器B双万向联轴器C弹性柱销联轴器D十字滑块联轴器【答案】B【解析】万向联轴器允许被连接的两轴轴线沿任意方向偏斜，角位移最大可达,但是单万向联轴器主从动轴的角速度不相等，且会产生较大的动载荷。双万向联轴器主、从动轴的角速度相等，可用于轴线相交的两轴间的连接或者工作时有较大角位移的场合。二、判断题（正确的填“T”，错误的填“F”）1机构的自由度就是构件的自由度。（）【答案】F【解析】机构自由度是指机构中各活动构件相对于机架所具有的独立运动的数目。2在转动副和移动副中都存在复合铰链。（）【答案】F【解析】由3个或3个以上构件组成的轴线重合的转动副称为复合铰链；移动副中没有复合铰链。3曲柄摇杆机构的行程速比系数K不可能等于1。（）【答案】F【解析】行程速度变化系数K的值为空回行程和工作行程的平均速度的比值。存在曲柄摇杆机构。无急回特性的曲柄摇杆机构的例子有在正、反行程中均需工作的收割机刀片机构等。4图示机构中，当箭头所示构件为原动件时，该机构存在死点。（）【答案】T【解析】当AB杆与CB杆垂直时，此时机构的传动角为，为机构的死点位置。5滚子从动件盘形凸轮的压力角必须在实际轮廓曲线上度量。（）【答案】F【解析】滚子从动件盘形凸轮的压力角，基圆半径应在凸轮的理论廓线上度量。6渐开线上各点的压力角不同，其中基圆上的压力角为0。（）【答案】T【解析】根据渐开线上任意点K的压力角计算公式，可知渐开线上不同点处压力角不同，而基圆上压力角为0。7用范成法切削渐开线齿轮时，一把模数为m、压力角为的刀具可以切削相同模数和压力角的任何齿数的齿轮。（）【答案】T【解析】范成法加工齿轮按照被加工齿轮的m、来选择刀具，与齿数无关。8行星轮系中若转臂为原动件可驱动中心轮；反之则不论什么情况，以中心轮为原动件时也一定可驱动转臂。（）【答案】F【解析】由行星轮系的效率线图可知，当从中心轮到转臂是增速时，且时，效率，轮系将发生自锁。9弯曲应力公式中，标准齿轮的齿形系数只取决于模数。（）【答案】F【解析】齿形系数是一个无量纲系数，只与齿廓的形状有关，而与轮齿的大小（模数）无关，它表示轮齿的几何形状对于抗弯能力的影响，越小，轮齿的弯曲强度越高。10高速、重载条件下工作的滚子链传动，为保证足够的强度和运动的平稳性，设计时应选择小节距的多排链。（）【答案】T【解析】链的节距越大，其承载能力越高，但是，当链节以一定的相对速度与链轮轮齿啮合的瞬间，将产生冲击和动载荷。节距越大，链轮转速越高时冲击也越大，因此设计时应尽可能选用小节距的链，高速重载时可选用小节距多排链。11设计闭式软齿面齿轮传动时，通常使小齿轮的齿面硬度略高于大齿轮的齿面硬度。（）【答案】T【解析】当大、小齿轮都是软齿面时，考虑到小齿轮齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多，故在选择材料和热处理时，一般取小齿轮齿面硬度比大齿轮高，以使小齿轮的弯曲疲劳极限稍高于大齿轮，大、小齿轮轮齿的弯曲强度相近。12规定蜗杆分度圆直径为标准值的目的是：减少加工蜗杆时的滚刀数量并便于刀具的标准化。（）【答案】T13普通平键连接属于动连接。（）【答案】F【解析】普通平键连接属于静连接；导向平键能实现轴上零件的轴向移动，构成动连接。三、机构设计题1计算下列图示机构的自由度，标有箭头的为原动件，试判断机构是否具有确定的运动，如不具有确定运动，试在图上修改使机构具有确定的运动。答：（1）对于图（a），机构自由度因为机构的自由度为零，所以不具有确定的运动。机构的修改如下图（a）所示。（2）对于图（b），机构自由度因为机构的自由度为零，所以也不具有确定的运动。机构的修改如下图（b）所示。2机构传动出现的“死点”对设计人员来说是个棘手的问题，试分析以下两个图示机构：（1）哪个构件为主动件时机构会出现死点；（2）图示机构是如何实现无死点的。答：（1）两图中均是以滑块为主动件时机构会出现死点位置。（2）图示（a）机构是通过两组相同机构组合使用，而使各组机构的死点相互错开排列的方法避开死点。图（b）机构也是采用错位排列避开死点的方式。通过机构中非主动件滑块的惯性来通过死点位置，实现无死点传动。3再现恐龙的风采，使恐龙先张嘴再伸舌，最后手舞，间歇数分钟后再重复以上动作。试选用能实现上述动作的机构，用框图说明能实现上述动作机构的名称及运动流程。答：此题没有整理答案，非常抱歉！四、轮系及齿轮设计题1某传动装置采用一对闭式软齿面标准直齿圆柱齿轮，齿轮参数z120，z254，m4mm。加工时误将箱体孔距镗大为,齿轮尚未加工。（1）试采用两种方法进行补救；并说明补救方法的特点。（2）新方案的齿轮强度能满足要求吗？（定性说明即可）答：（1）齿轮标准中心距，分析可知，可采用以下两种方法。方法一：采用正传动进行补救，与标准齿轮传动相比有如下特点：可以减小齿轮机构的尺寸；可使齿轮传动的承载能力相对地提高；适当选择两啮合齿轮的变位系数，可以配凑给定的中心距；必须成对地设计、制造和使用；重合度较小，而且正变位太大时，齿顶可能变尖，所以采用这类传动时，应验算其重合度及小齿轮的齿顶厚。方法二：将斜齿圆柱齿轮传动进行补救，其传动特点如下：啮合时，斜齿轮齿面上的接触线为倾斜的直线，传动过程中，其轮齿是逐渐进入和脱离啮合的，故传动平稳，冲击和噪声小。重合度较大，并随齿宽和螺旋角的增大而增大，因此，同时啮合的齿数较多，每对轮齿分担的载荷较小，故承载能力高，运动平稳，适合于高速传动。斜齿轮的最小齿数比直齿轮少，结构更紧凑。斜齿轮在工作时会产生轴向推力，因此必须采用向心推力轴承，此外，轴向推力是有害分力，它将增加传动中的摩擦损失。（2）均能满足要求，采用正变位时，齿轮的齿根强度增加，提高了齿轮的弯曲强度；采用斜齿轮传动时，重合度增大，齿轮的承载能力提高，齿轮强度提高。2在图示自动化照明灯具的传动装置中，已知输入轴的转速n115rmin，各齿轮的齿数为，试求箱体B的转速nB。答：周转轮系1-2-3-4-5-6-B的转化机构传动比为其中,代入计算得，方向与输入轴的转向相同。五、问答题1（8分）影响V带传动工作能力和使用寿命的主要参数有哪些？（简述理由）设计时如何选择这些参数？答：影响V带传动工作能力和使用寿命的主要参数如下：带轮直径当带传动的功率和转速一定时，减小主动带轮的直径，则带速将减小，单根V带所能传递的功率将减小，从而导致V带根数增加。这样不仅增大了带轮的宽度，也增大载荷在V带之间分配的不均匀性。另外，减小带轮直径，则带的弯曲应力增大。为了避免弯曲应力过大，小带轮的基准直径不能过小。中心距中心距大，可以增加带轮的包角，减少单位时间内带的循环次数，有利于提高带的寿命。但是中心距过大，则会加剧带的波动，降低带传动的平稳性，同时增大带传动的整体尺寸。传动比传动比大，则小带轮的包角将减小，带传动的承载能力降低。因此，带传动的传动比不宜过大。带速当带传动的功率一定时，提高带速，则单根V带所能传递的功率增大，相应地可减少带的根数或者减小V带的横截面积，使带传动的总体尺寸减小；但是，带速过高，则带中的离心应力增大，使得单根V带所能传递的功率降低，带的寿命降低。带速过低，则单根V带所能传递的功率过小，带的根数增多，带传动的能力没有得到发挥。对于普通V带一般应使 在的范围内；对于窄V带，可达到。2（7分）图示为两挡变速标准直齿圆柱齿轮传动。双联齿轮1、3用导向平键与轴连接，可分别与齿轮2、4啮合。两对齿轮的材料、热处理方法的选择均相同，模数m、齿宽b亦相等，齿数、若输入转矩T1的大小不变，试问：（1）当阻力矩T2增大时，应该用哪一对齿轮传动？为什么？（2）设计时应该按哪一对齿轮进行强度计算？为什么？（3）工作时，若齿轮1、2的齿面接触应力为，而齿轮3、4的齿面接触应力为，那么，与之比等于多少？（根据接触应力公式分析）答：（1）由传动比公式输出扭矩，第一对齿轮为降速传动，输出转矩增大，所以当阻力矩增大时，应该选用1，2齿轮啮合传动。（2）设计时应按第一对齿轮进行强度计算，当输入转矩相同时，由公式，此时齿轮1受力更大，所以应选用齿轮1，2进行强度计算。（3）接触应力计算公式，两对齿轮的材料、热处理方法的选择相同，模数m、齿宽b也相等，所以六、分析计算题1如图所示，轴上装有一对同型号的圆锥滚子轴承，轴上零件的外载荷FR4000N、FA1000N，轴的转速n1450rmin，轴承的基本额定动载荷Cr64200N，载荷系数fp1.1，常温下工作，预期寿命30000小时。图上尺寸的单位为mm。试确定：（1）两轴承所受的径向载荷Fr1、Fr2的大小；（2）两轴承所受的轴向载荷Fa1、Fa2的大小；（3）两轴承的当量动载荷P1、P2；（4）轴承寿命能否满足要求？（注：派生轴向力SFr（2Y），e0.39；当FaFre时，X1，Y0；当FaFre时，X0.4，Y1.5）答：（1）对轴上零件进行受力分析，受力分析图如下：（2）轴承派生轴向力分析如下图所示，所以轴承1被压紧，轴承2被放松。（3）对于轴1，由，所以。对于轴承2，所以。（4）轴承寿命计算公式滚子轴承，常温下工作，因为，应按照计算，代入公式得所以轴承寿命能满足要求。2一钢制零件与机架用四个普通螺栓连接。如图所示，钢制零件受到载荷及及F作用。已知：R7000N，F28000N，被连接件接合面的摩擦系数fc0.2，可靠性系数Kf1.3。螺栓材料用Q235，其强度极限，屈服强度，安全系数S1.5。为保证连接可靠，试确定所需的螺纹小径d1。提示：注意F作用下被连接件接合面之间压力的变化。答：每个螺栓承受的轴向工作载荷为该螺栓组连接预紧后，受轴向载荷作用时，其结合面间压紧力为剩余预紧力，应保证接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。代入计算所以剩余预紧力，总的工作拉力。根据螺栓危险截面的拉伸强度条件故。七、结构设计题图示为一未设计完成的轴系结构，轴上零件位置已定。试根据装拆、定位及固定等要求，完成轴系结构设计。（说明：斜齿轮2的孔径未定；滚动轴承采用“一端固定、一端游动”的支承结构；轴向力不太大；倒角、圆角可省略。）就在本试卷上作图。答：如图所示。2008年华中科技大学806机械设计基础考研真题及答案一、判断题（正确填“T”，错误填“F”）1机构的自由度就是构件的自由度。（）【答案】F【解析】机构是由构件和运动副两部分组成。机构的自由度由构件的自由度和运动副的种类共同决定。2复合铰链与移动副无关。（）【答案】T【解析】由3个或3个以上构件组成轴线重合的转动副称为复合铰链，其与移动副无关。3曲柄摇杆机构的行程速比系数K不可能等于1。（）【答案】F【解析】存在曲柄摇杆机构，。曲柄摇杆机构无急回特性的充分必要条件为曲柄与机架长度的平方和等于连杆与摇杆长度平方和。4铰链四杆机构中，若存在曲柄，其曲柄一定是最短杆。（）【答案】F【解析】当四杆机构中最短杆为机架时，此时两连架杆均为曲柄，即双曲柄机构。5曲柄滑块机构一定具有急回运动性质。（）【答案】F【解析】对于对心曲柄滑块机构其偏距，无急回特性。6平底直动从动件凸轮机构，其压力角为。（）【答案】F【解析】对于平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构，其压力角为。7凸轮机构中，基圆半径越小，则压力角越大。（）【答案】F【解析】根据压力角公式可知，该命题的前提条件是：凸轮机构配置情况、偏距 及从动件运动规律等均已确定；另外对于平底垂直于导路的平底直动推杆盘形凸轮机构，其压力角为0，不随基圆半径变化而变化。8凡是有滚子的地方都存在局部自由度。（）【答案】F【解析】不影响整个机构运动关系的个别构件具有的独立自由度称为局部自由度。只有当圆滚子绕其自身轴线转动的快慢不影响整个机构的运动时，滚子处存在自由度；当滚子与杆焊接在一起时，则不存在局部自由度。9同一模数和同一压力角，但不同齿数的两个齿轮，可以使用一把齿轮刀具进行加工。（）【答案】T【解析】采用展成法加工时，根据正确啮合条件，被切齿轮的模数和压力角必定与刀具的模数和压力角相等，故用同一把刀具切出的齿轮都能正确啮合，尽管齿数不同，也可以使用同一把齿轮刀具加工。10圆锥齿轮的当量齿数为（）【答案】F【解析】直齿圆锥齿轮的当量齿数；斜齿圆柱齿轮的当量齿数为。11设计V带传动时，适当增大带轮直径是减少带根数的措施之一。（）【答案】T【解析】带速，带轮直径增大，带速增加。又，单根V带所能传递的功率增加，当带传动的功率和转速一定时，带的根数将减少。12为了提高滚子链传动的平稳性，设计时通常将链条节数取为偶数，而将链轮齿数取为奇数。（）【答案】F【解析】为了提高滚子传动的平稳性，应选用小节距的多排链；为了使链磨损均匀，则设计时通常将链条节数取为偶数（为了避免使用过渡链节），小链轮齿数最好与链条节数互质，这样才能轮流更换链轮齿与链节的啮合，保证磨损均匀。13设计圆柱齿轮传动时，通常使小齿轮的齿宽略大于大齿轮的齿宽，主要目的是为了提高小齿轮的强度。（）【答案】F【解析】设计时通常使小齿轮的齿宽略大于大齿轮的齿宽主要是为了便于装配，保证轮齿有足够的啮合线长度。14螺纹连接中，有时在一个螺栓上拧上两个螺母，目的是为了增加受载螺纹的圈数，有利于提高螺栓的强度。（）【答案】F【解析】采用普通螺母时，轴向载荷在旋合螺纹各圈间的分布是不均匀的，从螺母支承面算起，第一圈受载最大，以后各圈递减。旋合圈数越多，载荷分布不均的程度也越显著，所以采用圈数多的厚螺母，并不能提高连接强度；拧上两个螺母是为了防松，利用两螺母的对顶作用使螺栓始终受到附加的拉力和附加的摩擦力。15工作面磨损不是普通平键连接的主要失效形式。（）【答案】T【解析】普通平键平键用于静连接，主要失效形式是工作面被压溃；对于动连接，主要失效形式是工作面的过度磨损。16万向联轴器既能用于两轴线有较大角位移的场合，也能用于有较大径向位移的场合。（）【答案】T17滚柱式定向离合器只能单方向传递转矩，且从动端的转速可超过主动端的转速。（）【答案】T【解析】滚柱式定向离合器只能传递单向的转矩，也称为超越离合器，从动端的转速可超过主动端的转速。18现有A、B两个圆柱形螺旋弹簧，A弹簧的中径大于B弹簧的，其他条件相同，则在相同的外载F作用下B弹簧的变形大一些。（）【答案】F【解析】根据材料力学关于圆柱螺旋弹簧变形量的公式知，当其他条件相同时，,则,A弹簧的变形大一些。二、机构自由度及作图题1试计算图示机构的自由度（注意：若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出；必须先列出自由度的计算公式，再代入数值进行计算）。答：（1）局部自由度：A处；复合铰链：D、B处；虚约束：EF杆。（2）该机构中的活动构件数，低副数，高副数，机构的自由度2图示为凸轮机构从动件的速度线图，试画出加速度线图，并指出何处发生刚性冲击？又何处发生柔性冲击？答：从动件的加速度线图如下图所示；在A、B处发生速度突变，存在刚性冲击；在C、D、E处速度连续、加速度突变，存在柔性冲击。3如图所示的曲柄滑块机构，请画出C处的压力角和传动角注：作图过程可不作文字说明，但应保留作图线；、只需标出，不必度量。答：曲柄滑块机构中滑块C处的压力角以及传动角如下图所示。4试画出凸轮机构的基圆半径及从动件处于图示位置的压力角。答：凸轮机构基圆半径以及从动件处于图示位置的压力角如下图所示。理论廓线是其实际廓线的法向等距曲线，两廓线之间的法向距离等于滚子半径。三、齿轮及轮系设计题1一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，已知齿数z125，z255，模数m2mm，压力角。试求：（1）齿轮1在分度圆上齿廓的曲率半径；（2）齿轮2在齿顶圆上的压力角a2；（3）如果这对齿轮安装后的实际中心距，求啮合角和两齿轮的节圆半径、。答：（1）齿轮1的分度圆半径及齿廓的曲率半径（2）齿轮2的齿顶圆半径齿轮2的基圆半径由齿顶圆压力角公式，可求得齿顶圆压力角（3）实际中心距，标准中心距由，可求得啮合角为由公式求得两节圆半径分别为2如图示轮系中，成轮系的各齿轮模数相同。齿轮和轴线重合，且齿数相同。求轮系传动比i54。答：该轮系由定轴轮系；差动轮系；差动轮系构成。对于差动轮系由同心条件可知即求得对于差动轮系由同心条件可知即求得由定轴轮系由解得四、机构方案分析题1如图所示两种抽水唧筒机构，前者以1为主动手柄，后者以2为主动手柄，试从传力条件来比较这两种机构哪一种合理？为什么？（设图示两机构尺寸、位置相同）。答：对两机构的同一位置分别进行受力分析，对于（a）图，杆件2为二力杆，杆件2对杆件3的作用力线沿杆2的方向，杆件3的压力角如下图；对于（b）图，由三力汇交原理可得杆件3的压力角如下图，比较得知，后者的压力角更小，传力性能更好。2图示行星搅拌机构简图中，已知方向如图所示。试求：（1）机构的自由度F；（2）搅拌轴的角速度及转向。解：（1）两侧对称，去掉一侧的虚约束后计算机构自由度（2）轮1、2及行星架B构成周转轮系，有求得，方向与转轴B的方向相同。3判断图示方轮自行车能骑吗，如能，则应如何改进？试画出改进后的机构草图（要求轮子不离开地面，轮子形状不能改变，可增加辅助装置，场地不限）。答：方轮自行车的特殊轨道是由许多段弧组成的，弧线形状为悬链线，每段弧的长度等于正方形的边长。在轨道上平稳运行图如下所示，在这个弧形轨道上运动时，方轮的四边始终与轨道相切，并且方轮的四个直角正好落到弧形轨道的最低点，这样方轮的重心是作直线运动的，所以这辆自行车能平稳的运动。五、问答题1当圆柱齿轮相对于轴承非对称布置时，是将齿轮布置在远离转矩输入端好还是靠近转矩输入端好？为什么？答：远离转矩输入端好。非对称布置时，由于轴的弯曲变形，会出现偏载现象。在转矩的作用下，由于轴的扭转变形，也会使载荷沿齿宽方向分布不均匀，在转矩输入端，齿轮所受的载荷最大。综合考虑弯曲和扭转变形的影响，当齿轮远离转矩输入端布置时，载荷分布不均匀现象较缓和，否则载荷分布不均匀现象较严重。因此，应尽量将齿轮布置在远离转矩输入端。2结合动压润滑的一维雷诺方程试述形成液体动压油膜的必要条件。动压向心滑动轴承的相对间隙的大小，对轴承的承载能力、温升和回转精度有何影响？答：（1）形成液体动压油膜的必要条件：两工作表面形成收敛的楔形间隙；工作表面内充满一定粘度的润滑油，供油要充分；两工作表面存在一定的相对滑动，且运动方向总是带着润滑油从大口流进，从小口流出。（2）取值小，轴承的承载能力和旋转精度高；取值大，润滑油的流量增加，油的温升降低。3摩擦型带传动中，打滑与弹性滑动有何区别？弹性滑动是如何产生的？答：（1）打滑是整个带在轮面的全部接触弧面上发生的显著的相对滑动，是一种失效，是可以避免的。弹性滑动是由于带的弹性变形引起的局部带在带轮的局部接触弧面上产生的微量相对滑动，是不可避免的物理现象。（2）弹性滑动是由于紧边与松边存在拉力差，带产生弹性变形，使得带与带轮之间发生微量的相对滑动。4设计受轴向工作载荷作用的螺栓连接时，若工作载荷很大，则此时不宜在被连接件接合面之间放置皮革垫片或橡胶垫片，为什么？在螺栓的强度条件中，“1.3”是何含义？答：（1）因为螺栓所受总拉力，皮革垫片或橡胶垫片较软，相对刚度增大，螺栓所受的总拉力会增大，强度会降低。（2）拧紧螺栓时，螺栓受预紧力产生的轴向拉应力和螺纹摩擦力矩产生的扭转切应力，即螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下，根据第四强度理论，计算应力；即计算时，可以只按拉伸强度计算，并将所受的拉力增大来考虑扭转的影响。六、分析计算题1现有一塑性材料试件，已知其（1）试绘出该试件的简化极限应力图；（2）设该试件受，的稳定循环变应力作用，试用作图法求出这种情况下试件材料的极限应力。答：（1）由,可以绘出简化极限应力线图如图所示。（2）在图上作出工作应力点：，在图上大致量得极限应力点所对应的：，则材料的极限应力。2图示为卷扬机中的两级蜗杆传动装置，蜗杆1与电动机相联，卷筒与蜗轮4固联。已知蜗杆1轮齿的螺旋线方向为右旋。若要求中间轴上蜗轮2与蜗杆3的轴向力能相互抵消一部分，试确定：（1）提升重物时蜗杆1及蜗杆3的转动方向（在图上标示出来）；（2）蜗杆3及蜗轮4轮齿的螺旋线方向（文字说明）；（3）在啮合点处分别画出提升重物时蜗轮2及蜗杆3所受的圆周力（）、轴向力（）的方向；（注：用表示垂直纸面向里的力，用表示垂直纸面向外的力）（4）若G25000N，卷筒直径D400mm，传动比i1212、i3425，传动效率（其余运动件的功率损失忽略不计），则选用额定功率1.5kW、转速为1000rmin的交流电动机能否满足动力要求？答：（1）蜗杆1、3的转动方向如下图所示。（2）均为右旋。（3）蜗轮2以及蜗杆3的受力如下图。（4）由电动机产生的输出转矩提升重物所需要的输出转矩经蜗轮蜗杆传动后所能输出的转矩由于，故该电动机不能满足动力需求。七、综合设计题图示为一减速器中锥齿轮轴系部件结构图，锥齿轮与轴做成一体，成为齿轮轴，用一对7309C滚动轴承支承，工作温度不高。试解决下述的两个问题。（1）图中结构有多处不合理或错误的地方，请在原图上改正，并简述原因（在题后的空白处书写）。注意：锥齿轮与轴一体的特点不能改变；轴承的排列方式及类型不改；轴承采用油润滑，不需挡油盘；图中的过渡圆角及倒角已简化，不在错误之列。不合理或错误原因如下：（2）传动时锥齿轮在啮合点C处所受的三个分力为：圆周力FT5000N、径向力FR1800N、轴向力FA700N，载荷平稳（取载荷系数fp1），悬臂长度L1100mm，跨距L2200mm，锥齿轮中点直径dm100mm，轴的转速n750rmin，轴承的基本额定动载荷Cr49200N，基本额定静载荷C0r39800N。试计算两轴承的基本额定寿命分别是多少小时？注：派生轴向力S0.5Fr；径向系数X和轴向系数Y见下表：Fr、Fa分别为轴承所受的径向载荷和轴向载荷。解：（1）不合理或错误原因如下：左侧轴肩高于轴承1内圈；轴承1外圈无轴向定位；轴承1右侧无装配轴肩（非定位轴肩），轴承1无法拆卸；套杯与机座间无调整垫片，无法调整轴系的轴向位置；套杯与轴承盖间无调整垫片，无法调整轴承间隙；轴承2的右侧轴段无装配轴肩（非定位轴肩）；轴承端盖与轴直接接触，应留有间隙，且缺少密封件。（2）作出该轴上的受力分析图，如图a所示；将锥齿轮上所受的力转化到轴上去，如图b所示。先分析水平面上的力，如图c所示。由受力平衡条件，解得先分析水平面